钐掺杂层状钙钛矿CaBi4Ti4O15荧光陶瓷的可调红光发射与暖白光LED应用研究

本研究通过固相反应法成功合成Sm3+掺杂CaBi4O15（CBT）层状陶瓷，利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）和拉曼光谱证实了Sm3+对Bi3+位点的取代。在408 nm激发下，材料呈现560-640 nm特征发射，3 mol%掺杂时发光强度提升6倍，CIE坐标显示高色纯度（88.9%）和低色温（<3200K），为暖白光LED和显示技术提供了新型层状红光荧光材料。

　　

Highlight

钐掺杂奥里维里斯相：Sm³⁺修饰CaBi₄Ti₄O₁₅陶瓷及其光致发光响应研究

材料与方法

实验采用高纯CaCO₃、Bi₂O₃、TiO₂和Sm₂O₃为原料，通过高温固相反应法合成CaBi_(4-x)Ti₄O₁₅:xSm³⁺（x=0.5-4%）系列荧光粉，研磨4小时至均质。

X射线衍射分析

XRD图谱（图1a）显示所有样品均保持正交相结构（空间群Cmc2₁），无杂峰。主峰（911）随Sm³⁺浓度增加向高角度偏移（图1b），归因于Sm³⁺（0.96?）对Bi³⁺（1.03?）位点的取代引发晶格收缩。

结论

Sm³⁺掺杂CBT荧光粉在408 nm激发下，通过⁴G_5/2→⁶H_J/2（J=5,7,9,11）跃迁产生橙红-深红可调发射，最佳掺杂浓度（3 mol%）时发光强度达未掺杂样品的6倍。浓度过高会导致偶极-偶极相互作用引起的荧光猝灭。该材料具备高色纯度和低色温特性，适用于下一代照明与显示器件。